DE10014546A1 - Nucleotide sequences encoding the dapC gene and methods of producing L-lysine - Google Patents
Nucleotide sequences encoding the dapC gene and methods of producing L-lysineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein isoliertes Polynukleotid aus coryneformen Bakterien, enthaltend mindestens eine Polynukleotidsequenz, ausgewählt aus der Gruppe DOLLAR A a) Polynukleotid, das mindestens zu 70% identisch ist mit einem Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2 enthält, DOLLAR A b) Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das eine Aminosäuresequenz enthält, die zu mindestens 70% identisch sind mit der Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2, DOLLAR A c) Polynukleotid, das komplementär ist zu den Polynukleotiden von a) oder b), oder DOLLAR A d) Polynukleotid, enthaltend mindestens 15 aufeinanderfolgende Nukleotide der Polynukleotidsequenz von a), b) oder c), DOLLAR A und ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in den coryneformen Mikroorganismen, die insbesondere bereits L-Aminosäure produzieren, DOLLAR A a) mindestens das für die dapC-Gen codierende Nukleotidsequenz verstärkt, insbesondere überexprimiert, DOLLAR A b) die gewünschte L-Aminosäure im Medium oder in den Zellen der Bakterien anreichert und DOLLAR A c) die gewünschte L-Aminosäure isoliert.The invention relates to an isolated polynucleotide from coryneform bacteria containing at least one polynucleotide sequence selected from the group DOLLAR A a) polynucleotide which is at least 70% identical to a polynucleotide which codes for a polypeptide having the amino acid sequence according to SEQ ID NO. Contains 2, DOLLAR A b) polynucleotide encoding a polypeptide containing an amino acid sequence which are at least 70% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO. 2, DOLLAR A c) polynucleotide complementary to the polynucleotides of a) or b), or DOLLAR A d) polynucleotide containing at least 15 consecutive nucleotides of the polynucleotide sequence of a), b) or c), DOLLAR A and a method for the fermentative production of L-amino acids, in particular L-lysine which is characterized in that in the coryneform microorganisms which in particular already produce L-amino acid, DOLLAR A a) at least amplifies, in particular overexpresses, the nucleotide sequence coding for the dapC gene, DOLLAR A b) enriches the desired L-amino acid in the medium or in the cells of the bacteria and DOLLAR A c) isolated the desired L-amino acid.
Description
Gegenstand der Erfindung sind für das dapC-Gen kodierende Nukleotidsequenzen und Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Lysin unter Verwendung von coryneformen Bakterien, in denen das dapC-Gen (N-Succinyl- Aminoketopimelat-Transaminase-Gen) verstärkt, insbesondere überexprimiert wird.The invention relates to coding for the dapC gene Nucleotide sequences and methods for fermentative Production of L-lysine using coryneforms Bacteria in which the dapC gene (N-succinyl- Aminoketopimelate transaminase gene), in particular overexpressed.
Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, finden in der Humanmedizin und in der pharmazeutischen Industrie, insbesondere aber in der Tierernährung, Anwendung.Amino acids, especially L-lysine, find in the Human medicine and in the pharmaceutical industry, but especially in animal nutrition, application.
Es ist bekannt, daß Aminosäuren durch Fermentation von Stämmen coryneformer Bakterien, insbesondere Corynebacterium glutamicum, hergestellt werden. Wegen der großen Bedeutung wird ständig an der Verbesserung der Herstellverfahren gearbeitet. Verfahrensbesserungen können fermentationstechnische Maßnahmen wie z. B. Rührung und Versorgung mit Sauerstoff, oder die Zusammensetzung der Nährmedien wie z. B. die Zuckerkonzentration während der Fermentation, oder die Aufarbeitung zur Produktform durch z. B. Ionenaustauschchromatographie oder die intrinsischen Leistungseigenschaften des Mikroorganismus selbst betreffen.It is known that amino acids by fermentation of Strains coryneformer bacteria, in particular Corynebacterium glutamicum. Because of the Great importance is constantly attached to the improvement of Manufacturing process worked. Process improvements can fermentation measures such. B. stirring and Supply of oxygen, or the composition of the Nutrient media such. B. the sugar concentration during the Fermentation, or the work-up to product form by z. As ion exchange chromatography or the intrinsic Performance characteristics of the microorganism itself affect.
Zur Verbesserung der Leistungseigenschaften dieser Mikroorganismen werden Methoden der Mutagenese, Selektion und Mutantenauswahl angewendet. Auf diese Weise erhält man Stämme, die resistent gegen Antimetabolite wie z. B. das Lysin-Analogon S-(2-Aminoethyl)-Cystein oder auxotroph für regulatorisch bedeutsame Metabolite sind und L-Aminosäuren wie z. B. L-Lysin produzieren.To improve the performance characteristics of this Microorganisms become methods of mutagenesis, selection and mutant selection applied. In this way you get Strains that are resistant to antimetabolites such. B. the Lysine analog S- (2-aminoethyl) -cysteine or auxotrophic for are regulatory metabolites and L-amino acids such as B. produce L-lysine.
Seit einigen Jahren werden ebenfalls Methoden der rekombinanten DNA-Technik zur Stammverbesserung Aminosäure produzierender Stämme von Corynebacterium eingesetzt, indem man einzelne Aminosäure-Biosynthesegene amplifiziert und die Auswirkung auf die Aminosäure-Produktion untersucht. Übersichtsartikel hierzu findet man unter anderem bei Kinoshita ("Glutamic Acid Bacteria", in: Biology of Industrial Microorganisms, Demain and Solomon (Eds.), Benjamin Cummings, London, UK, 1985, 115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6: 261-272 (1994)), Jetten und Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology 15, 73-103 (1995)) und Sahm et al. (Annuals of the New York Academy of Science 782, 25-39 (1996)). For some years now also methods of Recombinant DNA technology for strain improvement amino acid producing strains of Corynebacterium used by one amplifies individual amino acid biosynthesis genes and investigated the effect on amino acid production. Reviews for this can be found among others Kinoshita ("Glutamic Acid Bacteria", in: Biology of Industrial Microorganisms, Demain and Solomon (Eds.), Benjamin Cummings, London, UK, 1985, 115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6: 261-272 (1994)), Jetten and Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology 15, 73-103 (1995)) and Sahm et al. (Annuals of the New York Academy of Science 782, 25-39 (1996)).
Die Erfinder haben sich zur Aufgabe gestellt, neue Maßnahmen zur verbesserten fermentativen Herstellung von L- Lysin, bereitzustellen.The inventors have set themselves the task of new Measures for the improved fermentative production of Lysine, provide.
L-Lysin findet in der Humanmedizin, in der pharmazeutischen Industrie und insbesondere in der Tierernährung Anwendung. Es besteht daher ein allgemeines Interesse daran, neue verbesserte Verfahren zur Herstellung von L-Lysin, bereitzustellen.L-lysine is found in human medicine, in the pharmaceutical Industry and especially in animal nutrition application. There is therefore a general interest in new ones improved process for the production of L-lysine, provide.
Wenn im folgenden L-Lysin oder Lysin erwähnt werden, sind damit nicht nur die Base, sondern auch die Salze wie z. B. Lysin-Monohydrochlorid oder Lysin-Sulfat gemeint.If in the following L-lysine or lysine are mentioned, are so that not only the base, but also the salts such. B. Lysine monohydrochloride or lysine sulfate.
Gegenstand der Erfindung ist ein isoliertes Polynukleotid
aus coryneformen Bakterien, enthaltend mindestens eine
Polynukleotidsequenz, ausgewählt aus der Gruppe
The invention relates to an isolated polynucleotide from coryneform bacteria containing at least one polynucleotide sequence selected from the group
- a) Polynukleotid, das mindestens zu 70% identisch ist mit einem Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2 enthält,a) polynucleotide that is at least 70% identical to a polynucleotide encoding a polypeptide, the the amino acid sequence of SEQ ID no. 2 contains
- b) Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das eine Aminosäuresequenz enthält, die zu mindestens 70% identisch ist mit der Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2,b) polynucleotide encoding a polypeptide having a Contains at least 70% of the amino acid sequence is identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO. 2,
- c) Polynukleotid, das komplementär ist zu den Polynukleotiden von a) oder b), oderc) polynucleotide that is complementary to Polynucleotides of a) or b), or
- d) Polynukleotid, enthaltend mindestens 15 aufeinanderfolgende Nukleotide der Polynukleotidsequenzen von a), b) oder c).d) polynucleotide containing at least 15 successive nucleotides of Polynucleotide sequences of a), b) or c).
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls das Polynukleotid
gemäß Anspruch 1, wobei es sich bevorzugt um eine
replizierbare DNA handelt, enthaltend:
The invention likewise provides the polynucleotide according to claim 1, which is preferably a replicable DNA comprising:
- a) die Nukleotidsequenz, gezeigt in SEQ ID No. 1, odera) the nucleotide sequence shown in SEQ ID no. 1, or
- b) mindestens eine Sequenz, die der Sequenz (i) innerhalb des Bereichs der Degeneration des genetischen Kodes entspricht, oderb) at least one sequence corresponding to the sequence (i) within the range of degeneration of the corresponds to genetic codes, or
- c) mindestens eine Sequenz, die mit der zur Sequenz (i) oder (ii) komplementären Sequenz hybridisiert, und gegebenenfallsc) at least one sequence identical to that for the sequence (i) or (ii) complementary sequence hybridized, and optionally
- d) funktionsneutralen Sinnmutationen in (i).d) functionally neutral sense mutations in (i).
Weitere Gegenstände sind
ein Polynukleotid gemäß Anspruch 4, enthaltend die Nukleo
tidsequenz wie in SEQ ID No. 1 dargestellt,
ein Polynukleotid, das für ein Polypeptid
kodiert, das die Aminosäuresequenz, wie in SEQ ID No. 2
dargestellt, enthält,
ein Vektor, enthaltend das Polynukleotid gemäß Anspruch 1,
insbesondere Pendelvektor oder der Plasmidvektor pXT-
dapCexp, der in Fig. 2 dargestellt und hinterlegt ist
unter der DSM 13254 in DSM 5715
und als Wirtszelle dienende coryneforme Bakterien, die den
Vektor enthalten.Other items are
a polynucleotide according to claim 4, containing the nucleotide sequence as shown in SEQ ID no. 1,
a polynucleotide encoding a polypeptide having the amino acid sequence as set forth in SEQ. ID. 2, contains,
a vector containing the polynucleotide according to claim 1, in particular a shuttle vector or the plasmid vector pXT-dapCexp, which is shown in FIG. 2 and deposited under DSM 13254 in DSM 5715
and coryneform bacteria containing the vector as the host cell.
Gegenstand der Erfindung sind ebenso Polynukleotide, die im wesentlichen aus einer Polynukleotidsequenz bestehen, die erhältlich sind durch Screening mittels Hybridisierung einer entsprechenden Genbank, die das vollständige Gen mit der Polynukleotidsequenz entsprechend SEQ ID No. 1 enthalten, mit einer Sonde, die die Sequenz des genannten Polynukleotids gemäß SEQ ID No. 1 oder ein Fragment davon enthält und Isolierung der genannten DNA-Sequenz.The invention also relates to polynucleotides which are in consist essentially of a polynucleotide sequence, the are available by screening by hybridization a corresponding gene bank containing the complete gene the polynucleotide sequence according to SEQ ID no. 1 contain, with a probe, the sequence of said Polynucleotide according to SEQ ID no. 1 or a fragment thereof contains and isolation of said DNA sequence.
Polynukleotidsequenzen gemäß der Erfindung sind als Hybridisierungs-Sonden für RNA, cDNA und DNA geeignet, um cDNA in voller Länge zu isolieren, die N-Succinyl- Aminoketopimelat-Transaminase kodieren und solche cDNA oder Gene zu isolieren, die eine hohe Ähnlichkeit der Sequenz mit der des N-Succinyl-Aminoketopimelat-Transaminase Gens aufweisen.Polynucleotide sequences according to the invention are as Hybridization probes suitable for RNA, cDNA and DNA to to isolate full length cDNA, the N-succinyl Aminoketopimelat transaminase encode and such cDNA or Isolate genes that have a high similarity of sequence with the N-succinyl-aminoketopimelate transaminase gene respectively.
Polynukleotidsequenzen gemäß der Erfindung sind weiterhin geeignet als Primer zur Herstellung von DNA von Genen, die für N-Succinyl-Aminoketopimelat-Transaminase kodieren, durch die Polymerase-Kettenreaktion (PCR).Polynucleotide sequences according to the invention are further suitable as a primer for the production of DNA from genes that encode N-succinyl-aminoketopimelate transaminase, by the polymerase chain reaction (PCR).
Solche als Sonden oder Primer dienende Oligonukleotide enthalten mindestens 30, bevorzugt mindestens 20, ganz besonders bevorzugt mindestens 15 aufeinanderfolgende Nukleotide. Geeignet sind ebenfalls Oligonukleotide mit einer Länge von mindestens 40 oder 50 Nukleotiden.Such as probes or primers serving oligonucleotides contain at least 30, preferably at least 20, completely more preferably at least 15 consecutive Nucleotides. Also suitable are oligonucleotides with a length of at least 40 or 50 nucleotides.
"Isoliert" bedeutet aus seinem natürlichen Umfeld herausgetrennt."Isolated" means from its natural environment separated out.
"Polynukleotid" bezieht sich im allgemeinen auf Polyribonukleotide und Polydeoxyribonukleotide, wobei es sich um nicht modifizierte RNA oder DNA oder modifizierte RNA oder DNA handeln kann."Polynucleotide" generally refers to Polyribonucleotides and polydeoxyribonucleotides, wherein it unmodified RNA or DNA or modified RNA or DNA can act.
Unter "Polypeptiden" versteht man Peptide oder Proteine, die zwei oder mehr über Peptidbindungen verbundene Aminosäuren enthalten.By "polypeptides" is meant peptides or proteins, the two or more linked via peptide bonds Contain amino acids.
Die Polypeptide gemäß Erfindung schließen ein Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2, insbesondere solche mit der biologischen Aktivität der N-Succinyl-Aminoketopimelat- Transaminase und auch solche ein, die zu wenigstens 70% identisch sind mit dem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2, bevorzugt zu wenigstens 80% und besonders die zu wenigstens 90% bis 95% Identität mit dem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 und die genannte Aktivität aufweisen.The polypeptides of the invention include a polypeptide according to SEQ ID no. 2, in particular those with the biological activity of the N-succinyl-aminoketopimelate Transaminase and also those which account for at least 70% are identical to the polypeptide according to SEQ ID no. 2, preferably at least 80% and especially at least 90% to 95% identity with the polypeptide according to SEQ ID no. 2 and have the said activity.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren, insbesondere L- Lysin, unter Verwendung von coryneformen Bakterien, die insbesondere bereits eine Aminosäure produzieren, und in denen die für das dapC-Gen kodierenden Nukleotidsequenzen verstärkt, insbesondere überexprimiert werden.The invention further relates to a method for fermentative production of amino acids, in particular L- Lysine, using coryneform bacteria, which in particular already produce an amino acid, and in those coding for the dapC gene nucleotide sequences amplified, in particular overexpressed.
Der Begriff "Verstärkung" beschreibt in diesem Zusammenhang die Erhöhung der intrazellulären Aktivität eines oder mehrerer Enzyme in einem Mikroorganismus, die durch die entsprechende DNA kodiert werden, indem man beispielsweise die Kopienzahl des Gens bzw. der Gene erhöht, einen starken Promotor verwendet oder ein Gen verwendet, das für ein entsprechendes Enzym mit einer hohen Aktivität kodiert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.The term "reinforcement" describes in this context the increase in intracellular activity of one or of several enzymes in a microorganism that are caused by the corresponding DNA are encoded by, for example the copy number of the gene (s) increases, a strong Promoter used or used for a gene corresponding enzyme with a high activity and coded if necessary, combine these measures.
Die Mikroorganismen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, aus Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke, Cellulose oder aus Glycerin und Ethanol herstellen. Es kann sich um Vertreter coryneformer Bakterien insbesondere der Gattung Corynebacterium handeln. Bei der Gattung Corynebacterium ist insbesondere die Art Corynebacterium glutamicum zu nennen, die in der Fachwelt für ihre Fähigkeit bekannt ist, L-Aminosäuren zu produzieren.The microorganisms that are the subject of the present Invention, L-amino acids, in particular L-lysine, from glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, Molasses, starch, cellulose or glycerol and ethanol produce. It may be representative coryneformer Bacteria in particular of the genus Corynebacterium act. In the genus Corynebacterium is in particular the Art Corynebacterium glutamicum to call in the professional world known for their ability to use L-amino acids to produce.
Geeignete Stämme der Gattung Corynebacterium, insbesondere
der Art Corynebacterium glutamicum, sind die zum Beispiel
bekannten Wildtypstämme
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Corynebacterium melassecola ATCC17965
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 und
Brevibacterium divaricatum ATCC14020
und daraus hergestellte L-Lysin produzierende Mutanten bzw.
Stämme, wie beispielsweise
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464
Corynebacterium glutamicum DSM5715
Corynebacterium glutamicum DSM12866 und
Corynebacterium glutamicum DM58-1.Suitable strains of the genus Corynebacterium, in particular of the species Corynebacterium glutamicum, are the wild-type strains known, for example
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Corynebacterium molassecola ATCC17965
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 and
Brevibacterium divaricatum ATCC14020
and L-lysine producing mutants or strains produced therefrom, such as
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464
Corynebacterium glutamicum DSM5715
Corynebacterium glutamicum DSM12866 and
Corynebacterium glutamicum DM58-1.
Den Erfindern gelang es, das neue, für das Enzym N- Succinyl-Aminoketopimelat-Transaminase-Gen (EC 2.6.1.17) kodierende dapC-Gen von C. glutamicum zu isolieren.The inventors were able to use the new, for the enzyme N- Succinyl aminoketopimelate transaminase gene (EC 2.6.1.17) to isolate the coding dapC gene of C. glutamicum.
Zur Isolierung des dapC-Gens oder auch anderer Gene von C. glutamicum wird zunächst eine Genbank dieses Mikroorganismus in E. coli angelegt. Das Anlegen von Genbanken ist in allgemein bekannten Lehrbüchern und Handbüchern niedergeschrieben. Als Beispiel seien das Lehrbuch von Winnacker: Gene und Klone, Eine Einführung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) oder das Handbuch von Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) genannt. Eine sehr bekannte Genbank ist die des E. coli K-12 Stammes W3110, die von Kohara et al. (Cell 50, 495-508 (1987)) in λ-Vektoren angelegt wurde. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252: 255-265, 1996) beschreiben eine Genbank von C. glutamicum ATCC13032, die mit Hilfe des Cosmidvektors SuperCos I (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84: 2160-2164) im E. coli K-12 Stamm NM554 (Raleigh et al., 1988, Nucleic Acids Research 16: 1563-1575) angelegt wurde. Börmann et al. (Molecular Microbiology 6(3), 317-326 (1992)) wiederum beschreiben eine Genbank von C. glutamicum ATCC13032 unter Verwendung des Cosmids pHC79 (Hohn und Collins, Gene 11, 291-298 (1980)). Zur Herstellung einer Genbank von C. glutamicum in E. coli können auch Plasmide wie pBR322 (Bolivar, Life Sciences, 25, 807-818 (1979)) oder pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19: 259-268) verwendet werden. Als Wirte eignen sich besonders solche E. coli- Stämme, die restriktions- und rekombinationsdefekt sind. Ein Beispiel hierfür ist der Stamm DH5αmcr, der von Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649) beschrieben wurde. Die mit Hilfe von Cosmiden klonierten langen DNA-Fragmente können anschließend wiederum in gängige, für die Sequenzierung geeignete Vektoren subkloniert und anschließend sequenziert werden, so wie es z. B. bei Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 74: 5463-5467, 1977) beschrieben ist.For isolation of the dapC gene or other genes of C. glutamicum will initially be a gene bank of this Microorganism created in E. coli. The creation of Genebanks is in well-known textbooks and Written down manuals. As an example, be that Textbook by Winnacker: Genes and Clones, An Introduction to genetic engineering (Verlag Chemie, Weinheim, Germany, 1990) or the handbook of Sambrook et al .: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). A well-known gene bank is the E. coli K-12 strain W3110, described by Kohara et al. (Cell 50, 495-508 (1987)) in λ vectors. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252: 255-265, 1996) describe a gene bank of C. glutamicum ATCC13032, the with the aid of the cosmid vector SuperCos I (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84: 2160-2164) in the E. coli K-12 strain NM554 (Raleigh et al., 1988, Nucleic Acids Research 16: 1563-1575). Börmann et al. (Molecular Microbiology 6 (3), 317-326 (1992)) again describe a gene bank of C. glutamicum ATCC13032 using the cosmid pHC79 (scab and Collins, Gene 11, 291-298 (1980)). For the production of a Genbank of C. glutamicum in E. coli can also use plasmids such as pBR322 (Bolivar, Life Sciences, 25, 807-818 (1979)) or pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19: 259-268) become. As hosts, such E. coli are particularly suitable. Strains which are restriction and recombination defective. An example of this is the strain DH5αmcr, by Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649). The help of cosmids cloned long DNA fragments can then again in common, for sequencing subcloned suitable vectors and then sequenced be, as it is z. In Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 74: 5463-5467, 1977).
Auf diese Weise wurde die neue für das Gen dapC kodierende DNA-Sequenz von C. glutamicum erhalten, die als SEQ ID NO 1 Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. Weiterhin wurde aus der vorliegenden DNA-Sequenz mit den oben beschriebenen Methoden die Aminosäuresequenz des entsprechenden Proteins abgeleitet. In SEQ ID NO 2 ist die sich ergebende Aminosäuresequenz des dapC-Genproduktes dargestellt.In this way, the new coding for the gene dapC DNA sequence of C. glutamicum obtained as SEQ ID NO Part of the present invention is. Was continued from the present DNA sequence with those described above Methods the amino acid sequence of the corresponding protein derived. In SEQ ID NO 2 is the resulting Amino acid sequence of the dapC gene product shown.
Kodierende DNA-Sequenzen, die sich aus SEQ ID NO 1 durch die Degeneriertheit des genetischen Kodes ergeben, sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung. In gleicher Weise sind DNA-Sequenzen, die mit SEQ ID NO 1 oder Teilen von SEQ ID NO 1 hybridisieren, Bestandteil der Erfindung. In der Fachwelt sind weiterhin konservative Aminosäureaustausche wie z. B. Austausch von Glycin gegen Alanin oder von Asparaginsäure gegen Glutaminsäure in Proteinen als "Sinnmutationen" (sense mutations) bekannt, die zu keiner grundsätzlichen Veränderung der Aktivität des Proteins führen, d. h. funktionsneutral sind. Weiterhin ist bekannt, daß Änderungen am N- und/oder C-Terminus eines Proteins dessen Funktion nicht wesentlich beeinträchtigen oder sogar stabilisieren können. Angaben hierzu findet der Fachmann unter anderem bei Ben-Bassat et al. (Journal of Bacteriology 169: 751-757 (1987)), bei O'Regan et al. (Gene 77: 237-251 (1989)), bei Sahin-Toth et al. (Protein Sciences 3: 240-247 (1994)), bei Hochuli et al. (Bio/Technology 6: 1321-1325 (1988)) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie. Aminosäuresequenzen, die sich in entsprechender Weise aus SEQ ID NO 2 ergeben, sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung.Coding DNA sequences consisting of SEQ ID NO 1 by the degeneracy of the genetic code are also part of the invention. In the same way DNA sequences encoding SEQ ID NO 1 or parts of SEQ ID NO 1 hybridize, part of the invention. In the Experts are still conservative amino acid exchanges such as B. Exchange of glycine for alanine or of Aspartic acid against glutamic acid in proteins as "Sense mutations" known to none fundamental change in the activity of the protein lead, d. H. are functionally neutral. It is also known that changes at the N- and / or C-terminus of a protein its function does not significantly affect or even can stabilize. Information on this is the expert among others Ben-Bassat et al. (Journal of Bacteriology 169: 751-757 (1987)), O'Regan et al. (Gene 77: 237-251 (1989)); Sahin-Toth et al. (Protein Sciences 3: 240-247 (1994)); Hochuli et al. (Bio / Technology 6: 1321-1325 (1988)) and in known textbooks of Genetics and molecular biology. Amino acid sequences that correspondingly from SEQ ID NO 2, are also part of the invention.
In gleicher Weise sind DNA-Sequenzen, die mit SEQ ID NO 1 oder Teilen von SEQ ID NO 1 hybridisieren Bestandteil der Erfindung. Schließlich sind DNA-Sequenzen Bestandteil der Erfindung, die durch die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) unter Verwendung von Primern hergestellt werden, die sich aus SEQ ID NO 1 ergeben. Derartige Oligonukleotide haben typischerweise eine Länge von mindestens 15 Nukleotiden.In the same way, DNA sequences that are identical to SEQ ID NO. 1 or parts of SEQ ID NO 1 hybridize part of the Invention. Finally, DNA sequences are part of Invention produced by the polymerase chain reaction (PCR) be made using primers that are from SEQ ID NO 1 revealed. Have such oligonucleotides typically at least 15 nucleotides in length.
Anleitungen zur Identifizierung von DNA-Sequenzen mittels Hybridisierung findet der Fachmann unter anderem im Handbuch "The DIG System Users Guide for Filter Hybridization" der Firma Roche Diagnostics GmbH (Mannheim, Deutschland, 1993) und bei Liebl et al. (International Journal of Systematic Bacteriology (1991) 41: 255-260). Anleitungen zur Amplifikation von DNA-Sequenzen mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) findet der Fachmann unter anderem im Handbuch von Gait: Oligonukleotide synthesis: a practical approach (IRL Press, Oxford, UK, 1984) und bei Newton und Graham: PCR (Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Deutschland, 1994).Instructions for the identification of DNA sequences by means of Hybridization is found among others in the art Manual "The DIG System Users Guide for Filters Hybridization "of the company Roche Diagnostics GmbH (Mannheim, Germany, 1993) and Liebl et al. (International Journal of Systematic Bacteriology (1991) 41: 255-260). Instructions for the amplification of DNA sequences using the polymerase chain reaction (PCR) will be apparent to those skilled in the art among other things in the handbook of Gait: Oligonukleotide synthesis: a practical approach (IRL Press, Oxford, UK, 1984) and Newton and Graham: PCR (Academic Spectrum Verlag, Heidelberg, Germany, 1994).
Die Erfinder fanden heraus, daß coryneforme Bakterien nach Überexpression des dapC-Gens in verbesserter Weise L-Lysin, produzieren.The inventors found that coryneform bacteria after Overexpression of the dapC gene in an improved manner L-lysine, to produce.
Zur Erzielung einer Überexpression kann die Kopienzahl der entsprechenden Gene erhöht werden, oder es kann die Promotor- und Regulationsregion oder die Ribosomenbindungsstelle, die sich stromaufwärts des Strukturgens befindet, mutiert werden. In gleicher Weise wirken Expressionskassetten, die stromaufwärts des Strukturgens eingebaut werden. Durch induzierbare Promotoren ist es zusätzlich möglich, die Expression im Verlaufe der fermentativen L-Lysin-Produktion zu steigern. Durch Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer der m-RNA wird ebenfalls die Expression verbessert. Weiterhin wird durch Verhinderung des Abbaus des Enzymproteins ebenfalls die Enzymaktivität verstärkt. Die Gene oder Genkonstrukte können entweder in Plasmiden mit unterschiedlicher Kopienzahl vorliegen oder im Chromosom integriert und amplifiziert sein. Alternativ kann weiterhin eine Überexpression der betreffenden Gene durch Veränderung der Medienzusammensetzung und Kulturführung erreicht werden.To achieve overexpression, the copy number of the corresponding genes are increased, or it may be the Promoter and regulatory region or the Ribosome binding site located upstream of the Structural gene is mutated. In the same way act expression cassettes upstream of the Structural gene to be installed. By inducible Promoters it is additionally possible to express in the Progress of fermentative L-lysine production increase. By measures to extend the lifetime of the m-RNA the expression is also improved. Continue by preventing degradation of the enzyme protein as well enhances the enzyme activity. The genes or gene constructs can either be in different plasmids Copy number present or integrated in the chromosome and be amplified. Alternatively, a further Overexpression of the relevant genes by altering the Media composition and culture leadership can be achieved.
Anleitungen hierzu findet der Fachmann unter anderem bei Martin et al. (Bio/Technology 5, 137-146 (1987)), bei Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)), Tsuchiya und Morinaga (Bio/Technology 6, 428-430 (1988)), bei Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)), in der Europäischen Patentschrift EPS 0 472 869, im US Patent 4,601,893, bei Schwarzer und Pühler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991), bei Remscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)), bei LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)), in der Patentanmeldung WO 96/15246, bei Malumbres et al. (Gene 134, 15-24 (1993)), in der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-10-229891, bei Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)), bei Makrides (Microbiological Reviews 60: 512-538 (1996)) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie.Instructions for this, the expert finds among others Martin et al. (Bio / Technology 5, 137-146 (1987)) Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)), Tsuchiya and Morinaga (Bio / Technology 6, 428-430 (1988)), to Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)), in the European Patent Specification EPS 0 472 869, in US Pat. No. 4,601,893 Schwarzer and Puhler (Bio / Technology 9, 84-87 (1991)) Remscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)), LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)), in the patent application WO 96/15246 to Malumbres et al. (Gene 134, 15-24 (1993)), in Japanese Patent Laid-Open Publication JP-A-10-229891 Jensen and Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)), by Makrides (Microbiological Reviews 60: 512-538 (1996)) and in known textbooks of genetics and molecular biology.
Beispielhaft wurde das erfindungsgemäße dapC-Gen mit Hilfe von Plasmiden überexprimiert.By way of example, the dapC gene according to the invention was obtained with the aid of of plasmids overexpressed.
Als Plasmide eignen sich solche, die in coryneformen Bakterien repliziert werden. Zahlreiche bekannte Plasmidvektoren wie z. B. pZ1 (Menkel et al., Applied and Environmental Microbiology (1989) 64: 549-554), pEKEx1 (Eikmanns et al., Gene 102: 93-98 (1991)) oder pHS2-1 (Sonnen et al., Gene 107: 69-74 (1991)) beruhen auf den kryptischen Plasmiden pHM1519, pBL1 oder pGA1. Andere Plasmidvektoren wie z. B. solche, die auf pCG4 (US-A 4,489,160), oder pNG2 (Serwold-Davis et al., FEMS Microbiology Letters 66, 119-124 (1990)), oder pAG1 (US-A 5,158,891) beruhen, können in gleicher Weise verwendet werden. Suitable plasmids are those which are in coryneform Bacteria are replicated. Many well-known Plasmid vectors such. PZ1 (Menkel et al., Applied and Environmental Microbiology (1989) 64: 549-554), pEKEx1 (Eikmanns et al., Gene 102: 93-98 (1991)) or pHS2-1 (Sonnen et al., Gene 107: 69-74 (1991)) are based on the cryptic plasmids pHM1519, pBL1 or pGA1. Other Plasmid vectors such. For example, those based on pCG4 (US-A 4,489,160), or pNG2 (Serwold-Davis et al., FEMS Microbiology Letters 66, 119-124 (1990)), or pAG1 (US Pat. No. 5,158,891) can be used in the same way become.
Ein Beispiel für ein Plasmid, mit Hilfe dessen das dapC-Gen überexprimiert werden kann, ist der E.coli-C.glutamicum Pendelvektor (shuttle vector) pXT-dapCexp. Er enthält die Replikationsregion rep des Plasmids pGA1 einschließlich des Replikationseffectors per (US-A- 5,175,108; Nesvera et al., Journal of Bacteriology 179, 1525-1532 (1997)), das Tetracyclinresistenz vermittelnde tetA(Z)-Gen des Plasmids pAG1 (US-A- 5,158,891; Genbank-Eintrag beim National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA) mit der accession number AF121000), sowie den Replikationsursprung, den trc-Promotor, die Terminationsregionen T1 und T2 und das lacIq-Gen (Repressor des lac-Operons von E. coli) des Plasmids pTRC99A (Amann et al. (1988), Gene 69: 301-315).An example of a plasmid by means of which the dapC gene can be overexpressed is the E.coli-C.glutamicum shuttle vector pXT-dapCexp. It contains the replication region rep of the plasmid pGA1 including the replication effector per (US Pat. No. 5,175,108, Nesvera et al., Journal of Bacteriology 179, 1525-1532 (1997)), the tetracycline-resistance-mediating tetA (Z) gene of the plasmid pAG1 (FIG. Genbank entry to the National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA) with the accession number AF121000), as well as the origin of replication, the trc promoter, the termination regions T1 and T2, and the lacI q - Gene (repressor of the lac operon of E. coli) of the plasmid pTRC99A (Amann et al., (1988), Gene 69: 301-315).
Der Pendelvektor pXT-dapCexp ist in Fig. 2 dargestellt.The pendulum vector pXT-dapCexp is shown in FIG .
Weiterhin eignen sich solche Plasmidvektoren, mit Hilfe derer man das Verfahren der Genamplifikation durch Integration in das Chromosom anwenden kann, so wie es beispielsweise von Remscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)) zur Duplikation bzw. Amplifikation des hom-thrB-Operons beschrieben wurde. Bei dieser Methode wird das vollständige Gen in einen Plasmidvektor kloniert, der in einem Wirt (typischerweise E. coli), nicht aber in C. glutamicum replizieren kann. Als Vektoren kommen bespielsweise pSUP301 (Simon et al., Bio/Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob oder pK19mob (Schäfer et al., Gene 145, 69-73 (1994)), pGEM-T (Promega corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994). Journal of Biological Chemistry 269: 32678-84; US-A 5,487,993), pCR®Blunt (Firma Invitrogen, Groningen, Niederlande; Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) oder pEM1 (Schrumpf et al. 1991, Journal of Bacteriology 173: 4510-4516) in Frage. Der Plasmidvektor, der das zu amplifizierende Gen enthält, wird anschließend durch Konjugation oder Transformation in den gewünschten Stamm von C. glutamicum überführt. Die Methode der Konjugation ist beispielsweise bei Schäfer et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)) beschrieben. Methoden zur Transformation sind beispielsweise bei Thierbach et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican und Shivnan (Bio/Technology 7, 1067-1070 (1989)) und Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)) beschrieben. Nach homologer Rekombination mittels eines "cross over"-Ereignisses enthält der resultierende Stamm mindestens zwei Kopien des betreffenden Gens.Furthermore, such plasmid vectors are suitable with the aid of one of the procedure of gene amplification by Integration into the chromosome can apply, just like it for example, Remscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)) Duplication or amplification of the hom-thrB operon has been described. This method becomes the complete one Gene is cloned into a plasmid vector which is in a host (typically E. coli), but not in C. glutamicum can replicate. Suitable vectors are, for example, pSUP301 (Simon et al., Bio / Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob or pK19mob (Schäfer et al., Gene 145, 69-73 (1994)), pGEM-T (Promega corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994) Journal of Biological Chemistry 269: 32678-84; US Pat. No. 5,487,993), pCR® Blunt (Invitrogen, Groningen, the Netherlands; Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) or pEM1 (shrink et al. 1991, Journal of Bacteriology 173: 4510-4516) Question. The plasmid vector containing the gene to be amplified is subsequently by conjugation or Transformation into the desired strain of C. glutamicum transferred. The method of conjugation is for example in Schäfer et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)). Methods for Transformation are, for example, in Thierbach et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican and Shivnan (Bio / Technology 7, 1067-1070 (1989)) and Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)). After homologous recombination by means of a "cross over" event contains the resulting strain at least two copies of the relevant Gene.
Zusätzlich kann es für die Produktion von L-Lysin vorteilhaft sein, neben dem dapC-Gen eines oder mehrere Enzyme des jeweiligen Biosyntheseweges, der Glykolyse, der Anaplerotik oder des Aminosäure-Exports zu verstärken oder zu überexprimieren.Additionally, it may be responsible for the production of L-lysine be advantageous, in addition to the dapC gene one or more Enzymes of the respective biosynthetic pathway, glycolysis, the To amplify anaplerotic or amino acid export or to overexpress.
So kann beispielsweise zusätzlich zum dapC-Gen für die
Herstellung von L-Lysin gleichzeitig eines oder mehrere der
Gene, ausgewählt aus der Gruppe
Thus, for example, in addition to the dapC gene for the production of L-lysine, one or more of the genes selected from the group may be simultaneously
- - das für eine feed back resistente Aspartatkinase kodierende lysC-Gen (Kalinowski et al. (1990), Molecular and General Genetics 224: 317-324),- that for a feed back resistant aspartate kinase coding lysC gene (Kalinowski et al., (1990), Molecular and General Genetics 224: 317-324),
- - das für die Aspartat-Semialdehyd Dehydrogenase kodierende asd-Gen (EP-A 0 219 027; Kalinowski et al. (1991), Molecular Microbiology 5: 1197-1204, und Kalinowski et al. (1991), Molecular and General Genetics 224: 317-324),- that for the aspartate-semialdehyde dehydrogenase coding asd gene (EP-A 0 219 027, Kalinowski et al. (1991), Molecular Microbiology 5: 1197-1204, and Kalinowski et al. (1991), Molecular and General Genetics 224: 317-324),
- - das für die Dihydrodipicolinat-Synthase kodierende dapA- Gen (EP-B 0 197 335),The dapA- coding for the dihydrodipicolinate synthase Gen (EP-B 0 197 335),
- - das für die Dihydrodipicolinat-Reduktase kodierende dapE- Gen (Genbankeintrag accession number X67737; Pisabarro et al. (1993), Journal of Bacteriology, 175(9): 2743-2749),The dapE- coding for the dihydrodipicolinate reductase Gen (Genbank entry accession number X67737; Pisabarro et al. (1993), Journal of Bacteriology, 175 (9): 2743-2749),
- - das für die Tetrahydrodipicolinat-Succinylase kodierende dapD-Gen (Genbankeintrag accession number AJ004934; Wehrmann et al. (1998), Journal of Bacteriology 180: 3159-3163),- The coding for tetrahydrodipicolinate succinylase dapD gene (Genbank entry accession number AJ004934; Wehrmann et al. (1998), Journal of Bacteriology 180: 3159-3163),
- - das für die N-Succinyl-Diaminopimelat-Desuccinylase kodierende dapE-Gen (Genbankeintrag accession number X81379; Wehrmann et al. (1994), Microbiology 140: 3349- 3356),- that for N-succinyl-diaminopimelate-desuccinylase coding dapE gene (Genbank entry accession number X81379; Wehrmann et al. (1994), Microbiology 140: 3349- 3356),
- - das für die Diaminopimelat-Epimerase kodierende dapE-Gen (DE: 199 43 587.1, DSM12968),The dapE gene encoding diaminopimelate epimerase (DE: 199 43 587.1, DSM12968),
- - das für die Diaminopimelat-Decarboxylase kodierende lysA- Gen (Genbankeintrag accession number X07563; Yeh et al. (1988), Molecular and General Genetics 212: 112-119),The lysA- coding for the diaminopimelate decarboxylase Gen (Genbank entry accession number X07563; Yeh et al. (1988), Molecular and General Genetics 212: 112-119),
- - das für die Diaminopimelat-Dehydrogenase kodierende ddh- Gen (Ishino et al. (1988), Agricultural and Biological Chemistry 52(11): 2903-2909)The ddh coding for diaminopimelate dehydrogenase Gen (Ishino et al. (1988), Agricultural and Biological Chemistry 52 (11): 2903-2909)
- - das für den Lysin-Export kodierende lysE-Gen (DE-A-195 48 222),- The lysE gene encoding lysine export (DE-A-195 48 222),
- - das für die Pyruvat Carboxylase kodierende pyc-Gen (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),- The pyc gene coding for pyruvate carboxylase (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),
- - gleichzeitig das für die Malat-Chinon-Oxidoreduktase kodierende mqo-Gen (Molenaar et al. (1998), European Journal of Biochemistry 254: 395-403),- at the same time as the malate quinone oxidoreductase coding mqo gene (Molenaar et al. (1998), European Journal of Biochemistry 254: 395-403),
- - das für das zwa1-Gen (DE: 199 59 328.0, DSM 13115),- that for the zwa1 gene (DE: 199 59 328.0, DSM 13115),
- - das für die Glutamatdehydrogenase kodierende gdh-Gen (Börmann et al. (1992), Molecular Microbiology 6, 317-326)The gdh gene coding for glutamate dehydrogenase (Börmann et al (1992), Molecular Microbiology 6, 317-326)
gleichzeitig verstärkt, insbesondere überexprimiert oder amplifiziert werden. Die gleichzeitige Verstärkung eines oder mehrerer Gene, ausgewählt aus der Gruppe dapD, dapE und dapE wird bevorzugt. simultaneously amplified, in particular overexpressed or be amplified. The simultaneous reinforcement of one or multiple genes selected from the group dapD, dapE and dapE is preferred.
Weiterhin kann es für die Produktion von L-Lysin,
vorteilhaft sein, zusätzlich zur Verstärkung des dapC-Gens,
gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Genen
ausgewählt aus der Gruppe dapD, dapE und dapF, gleichzeitig
Furthermore, it may be advantageous for the production of L-lysine, in addition to the amplification of the dapC gene, optionally in combination with one or more genes selected from the group dapD, dapE and dapF, simultaneously
- - das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase kodierende pck-Gen (DE 199 50 409.1, DSM 13047), oder- The coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase pck gene (DE 199 50 409.1, DSM 13047), or
- - das für die Glucose-6-Phosphat Isomerase kodierende pgi- Gen (US 09/396,478, DSM 12969), oderThe pgj coding for the glucose-6-phosphate isomerase Gen (US 09 / 396,478, DSM 12969), or
- - das für die Pyruvat-Oxidase kodierende poxB Gen (DE: 199 51 975.7, DSM 13114), oder- The poxB gene coding for the pyruvate oxidase (DE: 199 51 975.7, DSM 13114), or
- - das zwa2-Gen (DE: 199 59 327.2, DSM 13113), oderThe zwa2 gene (DE: 199 59 327.2, DSM 13113), or
- - die für die Succinyl-CoA Synthetase kodierenden Gene sucC oder sucD (DE: 199 56 686.0)The genes coding for the succinyl-CoA synthetase sucC or sucD (DE: 199 56 686.0)
abzuschwächen.mitigate.
Weiterhin kann es für die Produktion von L-Lysin, vorteilhaft sein, zusätzlich zur Verstärkung des dapC-Gens, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Genen ausgewählt aus der Gruppe dapD, dapE und dapF, unerwünschte Nebenreaktionen auszuschalten (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).Furthermore, it can be used for the production of L-lysine, be beneficial, in addition to enhancing the dapC gene, optionally in combination with one or more genes selected from the group dapD, dapE and dapF, unwanted Eliminate side reactions (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms ", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).
Die erfindungsgemäß hergestellten Mikroorganismen können kontinuierlich oder diskontinuierlich im batch-Verfahren (Satzkultivierung) oder im fed batch (Zulaufverfahren) oder repeated fed batch Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) zum Zwecke der Produktion von L-Lysin kultiviert werden. Eine Zusammenfassung über bekannte Kultivierungsmethoden sind im Lehrbuch von Chmiel (Bioprozeßtechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) oder im Lehrbuch von Storhas (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994)) beschrieben. The microorganisms produced according to the invention can continuous or discontinuous in the batch process (Batch cultivation) or in the fed batch (feed method) or repeated fed batch process (repetitive feed process) for the production of L-lysine. A summary of known cultivation methods are in the textbook of Chmiel (Bioprozesstechnik 1. Introduction into bioprocess engineering (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in the textbook of Storhas (Bioreactors and peripheral facilities (Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994)).
Das zu verwendende Kulturmedium muß in geeigneter Weise den Ansprüchen der jeweiligen Stämme genügen. Beschreibungen von Kulturmedien verschiedener Mikroorganismen sind im Handbuch "Manual of Methods for General Bacteriology" der American Society for Bacteriology (Washington D. C., USA, 1981) enthalten. Als Kohlenstoffquelle können Zucker und Kohlehydrate wie z. B. Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke und Cellulose, Öle und Fette wie z. B. Sojaöl, Sonnenblumenöl, Erdnußöl und Kokosfett, Fettsäuren wie z. B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Linolsäure, Alkohole wie z. B. Glycerin und Ethanol und organische Säuren wie z. B. Essigsäure verwendet werden. Diese Stoffe können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Als Stickstoffquelle können organische Stickstoff haltige Verbindungen wie Peptone, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Malzextrakt, Maisquellwasser, Sojabohnenmehl und Harnstoff oder anorganische Verbindungen wie Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Ammoniumphosphat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumnitrat verwendet werden. Die Stickstoffquellen können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entsprechenden Natrium-haltigen Salze verwendet werden. Das Kulturmedium muß weiterhin Salze von Metallen enthalten wie z. B. Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum notwendig sind. Schließlich können essentielle Wuchsstoffe wie Aminosäuren und Vitamine zusätzlich zu den oben genannten Stoffen eingesetzt werden. Dem Kulturmedium können überdies geeignete Vorstufen zugesetzt werden. Die genannten Einsatzstoffe können zur Kultur in Form eines einmaligen Ansatzes hinzugegeben oder in geeigneter Weise während der Kultivierung zugefüttert werden.The culture medium to be used must suitably Claims of the respective strains suffice. descriptions of culture media of various microorganisms are in Manual of Methods for General Bacteriology American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981). As a carbon source can sugar and Carbohydrates such. Glucose, sucrose, lactose, Fructose, maltose, molasses, starch and cellulose, oils and Fats such as Soybean oil, sunflower oil, peanut oil and Coconut oil, fatty acids such. For example, palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, alcohols such as. As glycerol and ethanol and organic acids such. As acetic acid can be used. These substances can be used singly or as a mixture become. As a nitrogen source, organic nitrogen containing compounds such as peptones, yeast extract, Meat extract, malt extract, corn steep liquor, Soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, Ammonium carbonate and ammonium nitrate can be used. The Nitrogen sources may be singly or as a mixture be used. As phosphorus source can phosphoric acid, Potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts are used. The culture medium must further contain salts of metals such as As magnesium sulfate or iron sulfate, for the Growth are necessary. Finally, essential Growth substances such as amino acids and vitamins in addition to the above mentioned substances. The culture medium In addition, suitable precursors may be added. The mentioned feedstocks can be used to culture in the form of a added one-off approach or appropriately be fed during cultivation.
Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak bzw. Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure in geeigneter Weise eingesetzt. Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischaummittel wie z. B. Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium geeignete selektiv wirkende Stoffe wie z. B. Antibiotika hinzugefügt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten, werden Sauerstoff oder Sauerstoff haltige Gasmischungen wie z. B. Luft in die Kultur eingetragen. Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei 20°C bis 45°C und vorzugsweise bei 25°C bis 40°C. Die Kultur wird solange fortgesetzt, bis sich ein Maximum an Lysin gebildet hat. Dieses Ziel wird normalerweise innerhalb von 10 Stunden bis 160 Stunden erreicht.For pH control of the culture basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or Ammonia water or acidic compounds such as phosphoric acid or sulfuric acid used in a suitable manner. to Foam processing control can use anti-foaming agents z. B. fatty acid polyglycol esters are used. to Maintaining the stability of plasmids can the Medium suitable selective substances such. B. Antibiotics are added. To aerobic conditions maintain, become oxygen or oxygen containing gas mixtures such. B. air into the culture entered. The temperature of the culture is usually at 20 ° C to 45 ° C, and preferably at 25 ° C to 40 ° C. The Culture is continued until a maximum is reached Lysine has formed. This goal is usually within 10 hours to 160 hours.
Die Analyse von L-Lysin kann durch
Anionenaustauschchromatographie mit anschließender
Ninhydrin Derivatisierung erfolgen, so wie bei Spackman et al.
(Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) beschrieben.
Folgender Mikroorganismus wurde bei der Deutschen Sammlung
für Mikrorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig,
Deutschland) gemäß Budapester Vertrag hinterlegt:
The analysis of L-lysine can be carried out by anion exchange chromatography with subsequent ninhydrin derivatization, as described by Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190). The following microorganism has been deposited with the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) under the Budapest Treaty:
- - Corynebacterium glutamicum Stamm DSM5715/pXT-dapCexp als DSM 13254.Corynebacterium glutamicum strain DSM5715 / pXT-dapCexp as DSM 13254.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur fermentativen Herstellung von L-Lysin. The inventive method is used for fermentative Production of L-lysine.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The present invention will be described below with reference to Embodiments explained in more detail.
Chromosomale DNA aus Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 wurde wie bei Tauch et al. (1995, Plasmid 33: 168-179) beschrieben isoliert und mit dem Restriktionsenzym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Sau3AI, Code no. 27-0913-02) partiell gespalten. Die DNA-Fragmente wurden mit shrimp alkalischer Phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung SAP, Code no. 1758250) dephosphoryliert. Die DNA des Cosmid-Vektors SuperCos1 (Wahl et al. (1987) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 84: 2160-2164), bezogen von der Firma Stratagene (La Jolla, USA, Produktbeschreibung SuperCos1 Cosmid Vektor Kit, Code no. 251301) wurde mit dem Restriktionsenzym XbaI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung XbaI, Code no. 27-0948-02) gespalten und ebenfalls mit shrimp alkalischer Phosphatase dephosphoryliert. Anschließend wurde die Cosmid-DNA mit dem Restriktionsenzym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung BamHI, Code no. 27-0868-04) gespalten. Die auf diese Weise behandelte Cosmid-DNA wurde mit der behandelten ATCC 13032-DNA gemischt und der Ansatz mit T4-DNA-Ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Code no. 27-0870-04) behandelt. Das Ligationsgemisch wurde anschließend mit Hilfe des Gigapack II XL Packing Extracts (Stratagene, La Jolla, USA, Produktbeschreibung Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217) in Phagen verpackt. Zur Infektion des E. coli Stammes NM554 (Raleigh et al. 1988, Nucleic Acid Research 16: 1563-1575) wurden die Zellen in 10 mM MgSO4 aufgenommen und mit einem Aliquot der Phagensuspension vermischt. Infektion und Titerung der Cosmidbank wurden wie bei Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei die Zellen auf LB-Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) mit 100 mg/l Ampicillin ausplattiert wurden. Nach Inkubation über Nacht bei 37°C wurden rekombinante Einzelklone selektioniert.Chromosomal DNA from Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 was isolated as described by Tauch et al. (1995, Plasmid 33: 168-179) isolated and partially digested with the restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, Code no. 27-0913-02). The DNA fragments were dephosphorylated with shrimp alkaline phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, product description SAP, code no. 1758250). The DNA of the cosmid vector SuperCos1 (Wahl et al. (1987) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 84: 2160-2164), obtained from the company Stratagene (La Jolla, USA, Product Description SuperCos1 Cosmid Vector Kit, Code no. 251301) was cleaved with the restriction enzyme XbaI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description XbaI, Code no. 27-0948-02) and also dephosphorylated with shrimp alkaline phosphatase. Subsequently, the cosmid DNA was cleaved with the restriction enzyme BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description BamHI, Code no. 27-0868-04). The cosmid DNA treated in this way was mixed with the treated ATCC 13032 DNA and the mixture was mixed with T4 DNA ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description T4 DNA ligase, code no. 27-0870-04). treated. The ligation mixture was then packaged in phage using Gigapack II XL Packing Extract (Stratagene, La Jolla, USA, Product Description Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217). To infect the E. coli strain NM554 (Raleigh et al 1988, Nucleic Acid Research 16: 1563-1575), the cells were taken up in 10 mM MgSO 4 and mixed with an aliquot of the phage suspension. Infection and titering of the cosmidbank were performed as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), where the cells were plated on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 100 mg / L ampicillin. After incubation overnight at 37 ° C, recombinant single clones were selected.
Die Cosmid-DNA einer Einzelkolonie wurde mit dem Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Deutschland) nach Herstellerangaben isoliert und mit dem Restriktionsenzym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Sau3AI, Product No. 27-0913-02) partiell gespalten. Die DNA-Fragmente wurden mit shrimp alkalischer Phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung SAP, Product No. 1758250) dephosphoryliert. Nach gelelektrophoretischer Auftrennung erfolgte die Isolierung der Cosmidfragmente im Größenbereich von 1500 bis 2000 bp mit dem QiaExII Gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Deutschland). Die DNA des Sequenziervektors pZero-1 bezogen von der Firma Invitrogen (Groningen, Niederlande, Produktbeschreibung Zero Background Cloning Kit, Product No. K2500-01) wurde mit dem Restriktionsenzym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung BamHI, Product No. 27-0868-04) gespalten. Die Ligation der Cosmidfragmente in den Sequenziervektor pZero-1 wurde wie von Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei das DNA-Gemisch mit T4-Ligase (Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland) über Nacht inkubiert wurde. Dieses Ligationsgemisch wurde anschließend in den E. coli Stamm DH5αMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) elektroporiert (Tauch et al. 1994, FEMS Microbiol Letters, 123: 343-7) und auf LB-Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) mit 50 mg/l Zeocin ausplattiert. Die Plasmidpräparation der rekombinanten Klone erfolgte mit dem Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Deutschland). Die Sequenzierung erfolgte nach der Dideoxy- Kettenabbruch-Methode von Sanger et al. (1977, Proceedings of the National Academies of Sciences U.S.A., 74: 5463-5467) mit Modifikationen nach Zimmermann et al. (1990, Nucleic Acids Research, 18: 1067). Es wurde der "RR dRhodamin Terminator Cycle Sequencing Kit" von PE Applied Biosystems(Product No. 403044, Weiterstadt, Deutschland) verwendet. Die gelelektrophoretische Auftrennung und Analyse der Sequenzierreaktion erfolgte in einem "Rotiphorese NF Acrylamid/Bisacrylamid" Gel (29: 1) (Product No. A124.1, Roth, Karlsruhe, Deutschland) mit dem "ABI Prism 377" Sequenziergerät von PE Applied Biosystems (Weiterstadt, Deutschland).The cosmid DNA of a single colony was treated with the Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) according to manufacturer's instructions isolated and with the Restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, product no. 27-0913-02) partially split. The DNA fragments were with shrimp alkaline phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, Product Description SAP, Product no. 1758250) dephosphorylated. After gel electrophoresis Separation was the isolation of the cosmid fragments in Size range from 1500 to 2000 bp with the QiaExII gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Germany). The DNA of the sequencing vector pZero-1 related from Invitrogen (Groningen, The Netherlands, Product Description Zero Background Cloning Kit, Product No. K2500-01) was digested with the restriction enzyme BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Product Description BamHI, Product No. 27-0868-04) split. The Ligation of Cosmidfragmente in the Sequencing vector pZero-1 was prepared as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) described, wherein the DNA mixture with T4 ligase (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany) Was incubated overnight. This ligation mixture was into the E. coli strain DH5αMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) (Tauch et al., 1994, FEMS Microbiol Letters, 123: 343-7) and on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 50 mg / l Zeocin plated. The Plasmid preparation of the recombinant clones was performed with the Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Germany). The sequencing was carried out after the dideoxy Chain termination method of Sanger et al. (1977, Proceedings of the National Academies of Sciences U.S.A., 74: 5463-5467) with modifications according to Zimmermann et al. (1990, Nucleic Acids Research, 18: 1067). It became the "RR dRhodamin Terminator Cycle Sequencing Kit "by PE Applied Biosystems (Product No. 403044, Weiterstadt, Germany) used. Gel electrophoretic separation and Analysis of the sequencing reaction was carried out in one "Rotiphoresis NF Acrylamide / Bisacrylamide" Gel (29: 1) (Product No. A124.1, Roth, Karlsruhe, Germany) with the "ABI Prism 377 "sequencer from PE Applied Biosystems (Weiterstadt, Germany).
Die erhaltenen Roh-Sequenzdaten wurden anschließend unter Anwendung des Staden-Programpakets (1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231) Version 97-0 prozessiert. Die Einzelsequenzen der pZero1-Derivate wurden zu einem zusammenhängenden Contig assembliert. Die computergestützte Kodierbereichsanalyse wurden mit dem Programm XNIP (Staden, 1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231) angefertigt. Weitere Analysen wurden mit den "BLAST search programs" (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Research, 25: 3389- 3402), gegen die non-redundant Datenbank des "National Center for Biotechnology Information" (NCBI, Bethesda, MD, USA) durchgeführt.The obtained crude sequence data were then under Application of the Staden Program Package (1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231), version 97-0. The Single sequences of pZero1 derivatives became one coherent contig assembled. The computer-aided Coding area analysis was carried out with the program XNIP (Staden, 1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231). Further analyzes were carried out with the "BLAST search programs" (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Research, 25: 3389- 3402), against the non-redundant database of the "National Center for Biotechnology Information "(NCBI, Bethesda, MD, USA).
Die erhaltene Nukleotidsequenz des dapC-Gens ist in SEQ ID No. 1 dargestellt. Die Analyse der Nukleotidsequenz ergab ein offenes Leseraster von 1101 Basenpaaren, welches als dapC-Gen bezeichnet wurde. Das dape-Gen kodiert für ein Polypeptid von 367 Aminosäuren, welches in SEQ ID No. 2 dargestellt ist. The resulting nucleotide sequence of the dapC gene is shown in SEQ ID No. 1 shown. Analysis of the nucleotide sequence revealed an open reading frame of 1101 base pairs, which is called dapC gene was designated. The dape gene codes for one A polypeptide of 367 amino acids, which is shown in SEQ ID no. 2 is shown.
Aus dem Stamm ATCC 13032 nach der Methode von Eikmanns et
al. (Microbiology 140: 1817-1828 (1994)) chromosomale DNA
isoliert. Aufgrund der aus Beispiel 2 für C. glutamicum
bekannten Sequenz des dapC Gens wurden die folgenden
Oligonukleotide für die Polymerase Kettenreaktion
ausgewählt:
DapC (dCex1):
5' GAT CTA (GAA TTC) GCC TCA GGC ATA ATC TAA CG 3'
DapC (dCexna2):
5' GAT CTA (TCT AGA) CAG AGG ACA AGG CAA TCG GA 3'From strain ATCC 13032 according to the method of Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817-1828 (1994)) isolated chromosomal DNA. Because of the sequence of the dapC gene known from Example 2 for C. glutamicum, the following oligonucleotides were selected for the polymerase chain reaction:
DapC (dCex1):
5 'GAT CTA (GAA TTC) GCC TCA GGC ATA ATC TAA CG 3'
DapC (dCexna2):
5 'GAT CTA (TCT AGA) CAG AGG ACA AGG CAA TCG GA 3'
Die dargestellten Primer wurden von der Firma ARK Scientific GmbH Biosystems (Darmstadt, Deutschland) synthetisiert und nach der Standard-PCR-Methode von Innis et al. (PCR protocols. A guide to methods and applications, 1990, Academic Press) mit Pwo-Polymerase der Firma Roche Diagnostics GmbH (Mannheim, Deutschland) die PCR Reaktion durchgeführt. Mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion ermöglichen die Primer die Amplifikation eines ca. 1,6 kb großen DNA-Fragmentes, welches das dapC Gen trägt. Außerdem enthalten der Primer DapC (dCex1) die Sequenz für die Schnittstelle der Restriktionsendonuklease EcoRI, und der Primer DapC (dCexna2) die Schnittstelle der Restriktionsendonuklease XbaI, die in der oben dargestellten Nukleotidabfolge durch Klammern markiert sind.The primers shown were from the company ARK Scientific GmbH Biosystems (Darmstadt, Germany) synthesized and according to the standard PCR method of Innis et al. (PCR protocols. A guide to methods and applications, 1990, Academic Press) with Pwo polymerase from Roche Diagnostics GmbH (Mannheim, Germany) the PCR reaction carried out. With the help of the polymerase chain reaction allow the primers amplification of about 1.6 kb large DNA fragment carrying the dapC gene. also contain the primer DapC (dCex1) the sequence for the Interface of the restriction endonuclease EcoRI, and the Primer DapC (dCexna2) the interface of Restriction endonuclease XbaI described in the above marked nucleotide sequence marked by parentheses are.
Das amplifizierte DNA Fragment von ca. 1,6 kb, welches das dapC Gen trägt, wurde mit dem Zero Blunt™ Kit der Firma Invitrogen Corporation (Carlsbad, CA, USA; Katalog Nummer K2700-20) in den Vektor pCR®Blunt II (Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) ligiert. Anschließend wurde der E. coli Stamm Top10 mit dem Ligationsansatz nach Angaben des Kit-Herstellers (Firma Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA, USA) transformiert. Die Selektion von Plasmid-tragenden Zellen erfolgte durch Ausplattieren des Transformationsansatzes auf LB Agar (Sambrook et al., Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989), der mit 25 mg/l Kanamycin supplementiert worden war. Plasmid-DNA wurde aus einer Transformante mit Hilfe des QIAprep Spin Miniprep Kit der Firma Qiagen (Hilden, Deutschland) isoliert und durch Behandlung mit den Restriktionsenzym XbaI und EcoRI mit anschließender Agarosegel-Elektrophorese (0,8%) überprüft. Die DNA Sequenz des amplifizierten DNA Fragmentes wurde durch Sequenzierung überprüft. Das Plasmid wurde pCRdapC genannt. Der Stamm wurde als E. coli Top10/pCRdapC bezeichnet.The amplified DNA fragment of about 1.6 kb, which carries the dapC gene, was amplified with the Zero Blunt ™ kit from Invitrogen Corporation (Carlsbad, CA, USA, catalog number K2700-20) into the vector pCR®Blunt II (FIG. Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)). Subsequently, the E. coli strain Top10 was transformed with the ligation batch according to the kit manufacturer (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA, USA). The selection of plasmid-carrying cells was made by plating out the transformation batch on LB agar (Sambrook et al, Molecular cloning. A laboratory manual 2 nd Ed Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989..), The 25 mg / l kanamycin had been supplemented. Plasmid DNA was isolated from a transformant using the QIAprep Spin Miniprep Kit from Qiagen (Hilden, Germany) and checked by treatment with the restriction enzyme XbaI and EcoRI with subsequent agarose gel electrophoresis (0.8%). The DNA sequence of the amplified DNA fragment was checked by sequencing. The plasmid was named pCRdapC. The strain was named E. coli Top10 / pCRdapC.
Als Ausgangsvektor zur Konstruktion des E. coli-C. glutamicum-Shuttle-Expressionsvektors pEC-XT99A wurde der E.coli-Expressionsvektor pTRC99A (Amann et al. 1988, Gene 69: 301-315) verwandt. Nach BspHI-Restriktionsspaltung (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung BspHI, Product No. 1467123) und anschließender Klenow-Behandlung (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01; Methode nach Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) wurde das Ampicillin-Restenzgen (bla) gegen das Tetracyclin- Resistenzgen des C. glutamicum Plasmids pAG1 (GenBank Accession No. AF121000) ausgetauscht. Hierzu wurde der Resistenzgen-tragende Bereich als AluI-Fragment (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung AluI, Product No. 27-0884-01) in den linearisierten E.coli-Expressionsvektor pTRC99A kloniert. Die Ligation wurde wie von Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei das DNA-Gemisch mit T4- Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Product No. 27-0870-04) über Nacht inkubiert wurde. Dieses Ligationsgemisch wurde anschließend in den E. coli-Stamm DH5αmcr (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) elektroporiert (Tauch et al. 1994, FEMS Microbiology Letters, 123: 343-7). Der konstruierte E. coli- Expressionsvektor wurde mit pXT99A bezeichnet.As the starting vector for the construction of the E. coli C. glutamicum shuttle expression vector pEC-XT99A became the E.coli expression vector pTRC99A (Amann et al., 1988, Gene 69: 301-315). After BspHI restriction cleavage (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, Product description BspHI, Product No. 1467123) and subsequent Klenow treatment (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01; Method according to Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A Labor Manual, Cold Spring Harbor) was the Ampicillin residual gene (bla) against the tetracycline Resistance gene of the C. glutamicum plasmid pAG1 (GenBank Accession No. AF121000). This was the Resistance gene-bearing region as AluI fragment (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description AluI, Product No. 27-0884-01) in the linearized E. coli expression vector pTRC99A cloned. The ligation was performed as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor) described, wherein the DNA mixture with T4 Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description T4 DNA Ligase, Product No. 27-0870-04) incubated overnight. This ligation mixture was into the E. coli strain DH5αmcr (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) (Tauch et al., 1994, FEMS Microbiology Letters, 123: 343-7). The constructed E. coli Expression vector was designated pXT99A.
Als Basis zur Klonierung eines Minimalreplikons aus Corynebacterium glutamicum wurde das Plasmid pGA1 (Sonnen et al. 1991, Gene, 107: 69-74) verwandt. Durch BalI/PstI- Restriktionsspaltung (Promega GmbH, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung BalI, Product No. R6691; Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland Produktbeschreibung PstI, Product No. 27-0976-01) des Vektors pGA1 konnte ein 3484 bp großes Fragment in den mit SmaI und PstI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung SmaI, Product No. 27-0942-02, Produktbeschreibung Pstl, Product No. 27-0976-01) fragmentierten Vektor pK18mob2 (Tauch et al., 1998, Archives of Microbiology 169: 303-312) kloniert werden. Mittels BamHI/XhoI-Restriktionsspaltung (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung BamHI, Product No. 27-086803, Produktbeschreibung XhoI, Product No. 27-0950-01) und anschließender Klenow-Behandlung (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01; Methode nach Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) wurde ein 839 bp großes Fragment deletiert. Aus dem mit T4- Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Product No. 27-0870-04) religierten Konstrukt konnte das C. glutamicum Minimalreplikon als 2645 bp großes Fragment in den E.coli- Expressionsvektor pXT99A kloniert werden. Hierzu wurde die DNA des Minimalreplikon-tragenden Konstruktes mit den Restriktionsenzymen KpnI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung KpnI, Product No. 27-0908-01) und PstI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung PstI, Product No. 27-0886-03) gespalten und anschließend mittels Klenow- Polymerase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01) eine 3'-5'- Exonukleasebehandlung (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) durchgeführt.As a basis for cloning a minimal replica Corynebacterium glutamicum was the plasmid pGA1 (Sonnen et al. 1991, Gene, 107: 69-74). By BalI / PstI Restriction cleavage (Promega GmbH, Mannheim, Germany, Product Description BalI, Product No. R6691; Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany Product description PstI, Product No. 27-0976-01) of the Vector pGA1 could a 3484 bp fragment in the with SmaI and PstI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description SmaI, Product No. 27-0942-02, Product description Pstl, Product No. 27-0976-01) fragmented vector pK18mob2 (Tauch et al., 1998, Archives of Microbiology 169: 303-312). Using BamHI / XhoI restriction cleavage (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description BamHI, Product No. 27-086803, Product Description XhoI, Product No. 27-0950-01) and subsequent Klenow treatment (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01; Method according to Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor) an 839 bp fragment was deleted. From the T4 Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description T4 DNA Ligase, Product No. 27-0870-04) religated construct could be the C. glutamicum Minimal replicon as a 2645 bp fragment in the E. coli Expression vector pXT99A be cloned. For this purpose, the DNA of minimal replicon-bearing construct with the Restriction enzymes KpnI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product description KpnI, Product No. 27-0908-01) and PstI (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description PstI, Product No. 27-0886-03) and then using Klenow Polymerase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01) a 3'-5'- Exonuclease treatment (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor) carried out.
In einem parallelen Ansatz wurde der E.coli- Expressionsvektor pXT99A mit dem Restriktionsenzym RsrII (Roche Diagnostics, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung RsrII, Product No. 1292587) gespalten und mit Klenow-Polymerase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01) zur Ligation vorbereitet. Die Ligation des Minimalreplikons mit dem Vektorkonstrukt pXT99A wurde wie von Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei das DNA-Gemisch mit T4- Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Product No. 27-0870-04) über Nacht inkubiert wurde.In a parallel approach, the E. coli Expression vector pXT99A with the restriction enzyme RsrII (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany, Product description RsrII, Product No. 1292587) and with Klenow polymerase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Klenow Fragment of DNA Polymerase I, Product No. 27-0928-01) for ligation. The Ligation of the minimal replica with the vector construct pXT99A was purified as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor) described, wherein the DNA mixture with T4 Ligase (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany, Product Description T4 DNA Ligase, Product No. 27-0870-04) incubated overnight.
Der so konstruierte E. coli-C. glutamicum-Shuttle- Expressionsvektor pEC-XT99A wurde mittels Elektroporation (Liebl et al., 1989, FEMS Microbiology Letters, 53: 299-303) in C. glutamicum DSM5715 transferiert. Die Selektion der Transformanten erfolgte auf LBHIS Agar bestehend aus 18,5 g/l Brain-Heart Infusion Boullion, 0,5 M Sorbitol, 5 g/l Bacto-Trypton, 2,5 g/l Bacto-Yeast-Extract, 5 g/l NaCl und 18 g/l Bacto-Agar, der mit 5 mg/l Tetracyclin supplementiert worden war. Die Inkubation erfolgte für 2 Tage bei 33°C. The thus constructed E. coli C. glutamicum shuttle Expression vector pEC-XT99A was electroporated (Liebl et al., 1989, FEMS Microbiology Letters, 53: 299-303) in C. glutamicum DSM5715. The selection of Transformants were on LBHIS agar consisting of 18.5 g / l Brain-Heart Infusion Boullion, 0.5 M sorbitol, 5 g / l Bacto-Tryptone, 2.5 g / L Bacto-Yeast extract, 5 g / L NaCl and 18 g / L Bacto agar containing 5 mg / L tetracycline had been supplemented. The incubation took place for 2 Days at 33 ° C.
Plasmid DNA wurde aus einer Transformante nach den üblichen Methoden isoliert (Peters-Wendisch et al., 1998, Microbiology, 144, 915-927), mit der Restriktionsendonuklease HindIII geschnitten und das Plasmid durch anschließende Agarosegel-Elektrophorese überprüft.Plasmid DNA was made from a transformant according to the usual Isolated methods (Peters-Wendisch et al., 1998, Microbiology, 144, 915-927), with the Cut restriction endonuclease HindIII and the Plasmid by subsequent agarose gel electrophoresis checked.
Das so erhaltene Plasmidkonstrukt wurde als pEC-XT99A bezeichnet und ist in Fig. 1 dargestellt. Der durch Elektroporation des Plasmides pEC-XT99A in den Corynebacterium glutamicum-Stamm DSM5715 erhaltene Stamm wurde DSM5715/pEC-XT99A genannt und als DSM12967 bei der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Deutschland) gemäß Budapester Vertrag hinterlegt.The resulting plasmid construct was named pEC-XT99A and is shown in FIG . The strain obtained by electroporation of the plasmid pEC-XT99A into the Corynebacterium glutamicum strain DSM5715 was called DSM5715 / pEC-XT99A and deposited as DSM12967 in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) under the Budapest Treaty.
Als Vektor wurde der in Beispiel 3.2 beschriebene E. coli- C. glutamicum Shuttle-Vektor pEC-XT99A verwendet. DNA dieses Plasmids wurde mit den Restriktionsenzymen EcoRI und XbaI vollständig gespalten und anschließend mit shrimp alkalischer Phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung SAP, Product No. 1758250) dephosphoryliert.The vector used was the E. coli described in Example 3.2. C. glutamicum shuttle vector pEC-XT99A used. DNA This plasmid was digested with the restriction enzymes EcoRI and XbaI completely split and then shrimp alkaline phosphatase (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, Product Description SAP, Product No. 1758250) dephosphorylated.
Aus dem in Beispiel 3.1. beschriebenen Plasmid pCRdapC wurde das dapC Gen durch vollständige Spaltung mit den Enzymen EcoRI und XbaI isoliert. Das ca. 1600 bp große dapC Fragment wurde aus dem Agarosegel mit dem QiaExII Gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Germany) isoliert.From that in example 3.1. described plasmid pCRdapC was the dapC gene by complete cleavage with the Enzymes EcoRI and XbaI isolated. The approx. 1600 bp big dapC Fragment was taken from the agarose gel with the QiaExII gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Germany) isolated.
Das auf diese Weise gewonnene dapC-Fragment wurde mit dem vorbereiteten Vektor pEC-XT99A gemischt und der Ansatz mit T4-DNA-Ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Code no. 27-0870-04) behandelt. Der Ligationsansatz wurde in den E. coli Stamm DH5α (Hanahan, In: DNA cloning. A practical approach. Vol. I. IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA) transformiert. Die Selektion von Plasmid-tragenden Zellen erfolgte durch Ausplattieren des Transformationsansatzes auf LB-Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) mit 5 mg/l Tetracyclin. Nach Inkubation über Nacht bei 37°C wurden rekombinante Einzelklone selektioniert. Plasmid DNA wurde aus einer Transformante mit dem Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) nach Herstellerangaben isoliert und mit den Restriktionsenzymen EcoRI und XbaI gespalten, um das Plasmid durch anschließende Agarosegel- Elektrophorese zu überprüfen. Das erhaltene Plasmid wurde pXT-dapCexp genannt. Es ist in Fig. 2 dargestellt.The dapC fragment obtained in this way was mixed with the prepared vector pEC-XT99A and the mixture was mixed with T4 DNA ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description T4 DNA ligase, code no. 27-0870-04). treated. The ligation mixture was transformed into E. coli strain DH5α (Hanahan, In: DNA cloning, A practical approach, Vol. I. IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA). The selection of plasmid-carrying cells was carried out by plating out the transformation mixture on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 5 mg / l tetracycline. After incubation overnight at 37 ° C, recombinant single clones were selected. Plasmid DNA was isolated from a transformant with the Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) according to the manufacturer's instructions and cleaved with the restriction enzymes EcoRI and XbaI to check the plasmid by subsequent agarose gel electrophoresis. The resulting plasmid was named pXT-dapCexp. It is shown in FIG. 2.
Der Stamm DSM5715 wurde mit dem Plasmid pXT-dapCexp unter Anwendung der von Liebl et al., (FEMS Microbiology Letters, 53: 299-303 (1989)) beschriebenen Elektroporationsmethode transformiert. Die Selektion der Transformanten erfolgte auf LBHIS Agar bestehend aus 18,5 g/l Brain-Heart Infusion Boullion, 0,5 M Sorbitol, 5 g/l Bacto-Trypton, 2,5 g/l Bacto-Yeast-Extract, 5 g/l NaCl und 18 g/l Bacto-Agar, der mit 5 mg/l Tetracyclin supplementiert worden war. Die Inkubation erfolgte für 2 Tage bei 33°C.The strain DSM5715 was subjected to the plasmid pXT-dapCexp Application of the von Liebl et al., (FEMS Microbiology Letters, 53: 299-303 (1989)) transformed. The selection of the transformants was carried out on LBHIS agar consisting of 18.5 g / l Brain-Heart infusion Boullion, 0.5 M sorbitol, 5 g / l Bacto tryptone, 2.5 g / l Bacto-Yeast extract, 5 g / l NaCl and 18 g / l Bacto agar, the was supplemented with 5 mg / l tetracycline. The Incubation was for 2 days at 33 ° C.
Plasmid DNA wurde aus einer Transformante nach den üblichen Methoden isoliert (Peters-Wendisch et al., 1998, Microbiology, 144, 915-927), mit den Restriktionsendonukleasen EcoRI und XbaI geschnitten und das Plasmid durch anschließende Agarosegel-Elektrophorese überprüft. Der erhaltene Stamm wurde DSM5715/pXT-dapCexp genannt und als DSM 13254 bei der Deutschen Sammlung für Mikrorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Deutschland) gemäß Budapester Vertrag hinterlegt. Plasmid DNA was made from a transformant according to the usual Isolated methods (Peters-Wendisch et al., 1998, Microbiology, 144, 915-927), with the Restriction endonucleases EcoRI and XbaI cut and the plasmid by subsequent agarose gel electrophoresis checked. The resulting strain was DSM5715 / pXT-dapCexp named and as DSM 13254 at the German collection for Microorganisms and cell cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) under the Budapest Treaty.
Der in Beispiel 4 erhaltene C. glutamicum Stamm DSM5715/pXT-dapCexp wurde in einem zur Produktion von Lysin geeigneten Nährmedium kultiviert und der Lysingehalt im Kulturüberstand bestimmt.The C. glutamicum strain obtained in Example 4 DSM5715 / pXT-dapCexp was in production for lysine cultivated suitable nutrient medium and the lysine content in the Culture supernatant determined.
Dazu wurde der Stamm zunächst auf Agarplatte mit dem entsprechenden Antibiotikum (Hirn-Herz-Agar mit Tetracyclin (5 mg/l)) für 24 Stunden bei 33°C inkubiert. Ausgehend von dieser Agarplattenkultur wurde eine Vorkultur angeimpft (10 ml Medium im 100 ml Erlenmeyerkolben). Als Medium für die Vorkultur wurde das Vollmedium CgIII verwendet.For this, the strain was first on agar plate with the appropriate antibiotic (brain-heart agar with tetracycline (5 mg / l)) for 24 hours at 33 ° C incubated. Starting from of this agar plate culture was inoculated into a preculture (10 ml Medium in 100 ml Erlenmeyer flask). As a medium for the Preculture, the complete medium CgIII was used.
Der pH-Wert wurde auf pH 7.4 eingestellt.The pH was adjusted to pH 7.4 set.
Diesem wurde Tetracyclin (5 mg/l) zugesetzt. Die Vorkultur wurde 16 Stunden bei 33°C bei 240 rpm auf dem Schüttler inkubiert. Von dieser Vorkultur wurde eine Hauptkultur angeimpft, so daß die Anfangs-OD (660 nm) der Hauptkultur 0,1 betrug. Für die Hauptkultur wurde das Medium mm verwendet. To this was added tetracycline (5 mg / L). The preculture was 16 hours at 33 ° C at 240 rpm on the shaker incubated. From this Vorkultur became a main culture seeded so that the initial OD (660 nm) of the major culture 0.1 was. For the main culture, the medium became mm used.
CSL, MOPS und die Salzlösung wurden mit Ammoniakwasser auf pH 7 eingestellt und autoklaviert. Anschließend wurden die sterilen Substrat- und Vitaminlösungen zugesetzt, sowie das trocken autoklavierte CaCO3.CSL, MOPS and saline were adjusted to pH 7 with ammonia water and autoclaved. Subsequently, the sterile substrate and vitamin solutions were added, as well as the dry autoclaved CaCO 3 .
Die Kultivierung erfolgt in 10 ml Volumen in einem 100 ml Erlenmeyerkolben mit Schikanen. Es wurde Tetracyclin (5 mg/l) zugesetzt. Die Kultivierung erfolgte bei 33°C und 80% Luftfeuchte.The cultivation is carried out in 10 ml volume in a 100 ml Erlenmeyer flask with harassment. It was tetracycline (5 mg / l) added. The cultivation took place at 33 ° C and 80% Humidity.
Nach 72 Stunden wurde die OD bei einer Meßwellenlänge von 660 nm mit dem Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, München) ermittelt. Die gebildete Lysinmenge wurde mit einem Aminosäureanalysator der Firma Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Deutschland) durch Ionenaustauschchromatographie und Nachsäulenderivatisierung mit Ninhydrindetektion bestimmt.After 72 hours, the OD became at a measuring wavelength of 660 nm with the Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Munich). The amount of lysine formed was with an amino acid analyzer from Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Germany) by ion exchange chromatography and post-column derivatization with ninhydrin detection certainly.
In Tabelle 1 ist das Ergebnis des Versuchs dargestellt.Table 1 shows the result of the experiment.
Folgende Figuren sind beigefügt:The following figures are attached:
Fig. 1 Karte des Plasmids pEC-XT99A Fig. 1 Map of the plasmid pEC-XT99A
Fig. 2 Karte des Plasmids pXT-dapCexp Fig. 2 Map of the plasmid pXT-dapCexp
Die verwendeten Abkürzungen und Bezeichnungen haben
folgende Bedeutung.
per: Gen zur Kontrolle der Kopienzahl aus pGA1
oriE: Plasmidkodierter Replikationsursprung von E.
coli
rep: Plasmidkodierter Replikationsursprung aus
C. glutamicum Plasmid pGA1
Ptrc: trc-Promotor aus pTRC99A
T1, T2: Terminatorregionen 1 und 2 aus pTRC99A
lacIq: Repressor-Gen des Lac-Operon
Tet: Resistenzgen für Tetracyclin
dapC: dapC-Gen von C. glutamicum
EcoRI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms EcoRI
EcoRV: Schnittstelle des Restriktionsenzyms EcoRV
HindIII: Schnittstelle des Restriktionsenzyms HindIII
KpnI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms KpnI
SalI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms SalI
SmaI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms SmaI
NdeI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms NdeI
BamHI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms BamHI
NcoI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms NcoI
XbaI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms XbaI
SacI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms SacIThe abbreviations and designations used have the following meaning.
by: gene for controlling the copy number from pGA1
oriE: plasmid-encoded replication origin of E. coli
rep: Plasmid-encoded replication origin from C. glutamicum plasmid pGA1
Ptrc: trc promoter from pTRC99A
T1, T2: terminator regions 1 and 2 from pTRC99A
lacIq: repressor gene of the Lac operon
Tet: resistance gene for tetracycline
dapC: dapC gene of C. glutamicum
EcoRI: restriction enzyme EcoRI site
EcoRV: restriction enzyme EcoRV site
HindIII: restriction enzyme HindIII site
KpnI: restriction enzyme KpnI site
SalI: Site of the restriction enzyme SalI
SmaI: Interface of the restriction enzyme SmaI
NdeI: Interface of the restriction enzyme NdeI
BamHI: Interface of the restriction enzyme BamHI
NcoI: restriction enzyme NcoI site
XbaI: Restriction enzyme XbaI site
SacI: restriction enzyme SacI site
Claims (16)
- a) Polynukleotid, das mindestens zu 70% identisch ist mit einem Polynukleotid, das für ein Polypeptid codiert, das die Aminosäuresequenz von SEQ ID NO 2 enthält,
- b) Polynukleotid, das für ein Polypeptid codiert, das eine Aminosäuresequenz enthält, die zu mindestens 70% identisch ist mit der Aminosäuresequenz von SEQ ID NO 2,
- c) Polynukleotid, das komplementär ist zu den Polynukleotiden von a) oder b), oder
- d) Polynukleotid, enthaltend mindestens 15 aufeinanderfolgende Nukleotide der Polynukleotidsequenzen von a), b) oder c).
- a) polynucleotide which is at least 70% identical to a polynucleotide coding for a polypeptide containing the amino acid sequence of SEQ ID NO 2,
- b) polynucleotide encoding a polypeptide containing an amino acid sequence that is at least 70% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO 2,
- c) polynucleotide which is complementary to the polynucleotides of a) or b), or
- d) polynucleotide containing at least 15 consecutive nucleotides of the polynucleotide sequences of a), b) or c).
- a) die Nukleotidsequenz, gezeigt in SEQ ID NO 1, oder
- b) mindestens eine Sequenz, die den Sequenzen (i) innerhalb des Bereichs der Degeneration des genetischen Codes entspricht, oder
- c) mindestens eine Sequenz, die mit den zur den Sequenzen (i) oder (ii) komplementären Sequenzen hybridisiert, und gegebenenfalls
- d) funktionsneutrale Sinnmutationen in (i).
- a) the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO 1, or
- b) at least one sequence corresponding to the sequences (i) within the range of the degeneracy of the genetic code, or
- c) at least one sequence that hybridizes with the sequences complementary to the sequences (i) or (ii), and optionally
- d) functionally neutral sense mutations in (i).
- a) Fermentation der die gewünschte L-Aminosäure produzierenden Bakterien, in denen man zumindest das dapC-Gen verstärkt,
- b) Anreicherung des gewünschten Produkts im Medium oder in den Zellen der Bakterien, und
- c) Isolieren der L-Aminosäure.
- a) fermentation of the desired L-amino acid-producing bacteria in which at least the dapC gene is amplified,
- b) enrichment of the desired product in the medium or in the cells of the bacteria, and
- c) isolating the L-amino acid.
- 1. 12.1 das für eine feed back resistente Aspartatkinase kodierende lysC-Gen,
- 2. 12.2 das für die Aspartat-Semialdehyd Dehydrogenase kodierende asd-Gen,
- 3. 12.3 das für die Dihydrodipicolinat-Synthase kodierende dapA-Gen,
- 4. 12.4 das für die Dihydrodipicolinat-Reduktase kodierende dapB-Gen,
- 5. 12.5 das für die Tetrahydrodipicolinat- Succinylase kodierende dapD-Gen,
- 6. 12.6 das für die N-Succinyl-Diaminopimelat- Desuccinylase kodierende dapE-Gen,
- 7. 12.7 das für die Diaminopimelat-Epimerase kodierende dapE-Gen,
- 8. 12.8 das für die Diaminopimelat-Decarboxylase kodierende lysA-Gen,
- 9. 12.9 das für die Diaminopimelat-Dehydrogenase kodierende ddh-Gen,
- 10. 12.10 das für den Lysin-Export kodierende lysE- Gen,
- 11. 12.11 das für die Pyruvat Carboxylase kodierende pyc-Gen,
- 12. 12.12 das für die Malat-Chinon-Oxidoreduktase kodierende mqo-Gen,
- 13. 12.13 das für das zwa1-Gen
- 14. 12.14 das für die Glutamatdehydrogenase kodierende gdh-Gen
- 1. 12.1 the lysC gene coding for a feedback-resistant aspartate kinase,
- 2. 12.2 the asd gene coding for the aspartate-semialdehyde dehydrogenase,
- 3. 12.3 the dapA gene coding for the dihydrodipicolinate synthase,
- 4. 12.4 the dapB gene coding for the dihydrodipicolinate reductase,
- 5. 12.5 the dapD gene coding for the tetrahydrodipicolinate succinylase,
- 6. 12.6 the dapE gene encoding N-succinyl-diaminopimelate desuccinylase,
- 7. 12.7 the dapE gene encoding diaminopimelate epimerase,
- 8. 12.8 the lysA gene encoding diaminopimelate decarboxylase,
- 9. 12.9 the ddh gene encoding diaminopimelate dehydrogenase,
- 10. 12.10 the lysE gene encoding lysine export,
- 11. 12.11 the pyc gene coding for pyruvate carboxylase,
- 12. 12.12 the mqo gene coding for malate quinone oxidoreductase,
- 13. 12.13 that for the zwa1 gene
- 14. 12.14 the gdh gene encoding glutamate dehydrogenase
- 1. 13.1 das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase codierende pck-Gen,
- 2. 13.2 das für die Glucose-6-Phosphat Isomerase kodierende pgi-Gen,
- 3. 13.3 das für die Puryvat-Oxidase kodierende poxB- Gen,
- 4. 13.4 das zwa2-Gen,
- 5. 13.5 die für die Succinyl-CoA Synthetase kodierenden Gene sucC oder sucD
- 1. 13.1 the peck gene coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase,
- 2. 13.2 the pgi gene coding for the glucose-6-phosphate isomerase,
- 3. 13.3 the poxB gene coding for the puryvate oxidase,
- 4. 13.4 the zwa2 gene,
- 5. 13.5 the succinyl-CoA synthetase coding genes sucC or sucD
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